KR101399523B1 - 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구 - Google Patents

Abstract

유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구는 유체 차단 장치를 이용하여 본관에서 분기관을 단수 조치 없이 형성할 수 있는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 사용되는 장치 설치구에 관한 것으로, 상기 분기관과 동일한 직경과 상기 유체 차단 장치가 설치될 수 있는 길이를 갖는 관 형상의 본체; 상기 본체의 일측에 형성되며 상기 본관과 결합하기 위해 본관의 외경에 맞게 재단된 본관 결합부; 상기 본체의 타측에 형성되며 천공기 또는 분기관과 결합하기 위한 플랜지; 및 상기 본체에 수직으로 형성되는 플랜지 단부;를 포함하는 것을 특징으로 하여 게이트 밸브 내지 볼 밸브 자체를 사용하지 않고 분기관을 설치할 수 있는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법을 보다 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다. 또한, 유체 차단 장치와 천공기의 설치가 가능하도록 사전 제작된 장치 설치구를 통해 현장 제작 부분을 모두 제거함으로써 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 따른 작업 시간을 대폭 줄이는 효과와 현장 제작 과정에서 발생할 수 있는 하자를 사전에 방지하는 효과가 있으며, 사전 제작을 통해 장치 설치구를 보강할 수 있는 보강 수단을 부가함으로써 장치 설치구의 기계적 강도를 향상시키는 효과가 있고, 장치 설치구의 기계적 강도의 향상으로 높은 하중 등으로 인해 배관이 눌리거나 용접부위에서 균열 등이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구{Installing the device for branch method using fluid shutoff device}

본 발명은 상수도관, 하수도관, 열배관 및 송유관 등과 같은 유체가 흐르는 관로를 정비 등을 하기 위해 임의적인 위치에서 관로를 차단할 수 있는 유체 차단 장치를 이용하여 본관에서 분기관을 단수 조치 없이 형성할 수 있는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 사용되는 장치 설치구에 관한 것이다.

통상적으로 유체를 공급하는 관로는 본관과 상기 본관과 같거나 작은 직경의 관으로 상기 본관에서 분기되는 분기관으로 이루어진다.

상수도 관로를 예를 들어 설명하면, 도 1 상수도 관로를 개념적으로 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 지역 A에서 지역 E에 급수를 하기 위한 본관 L과 상기 본관 L에서 분기되는 분기관 L1 ~ L4와 분기관 L4에서 분기되는 분기관 L41로 이루어진다. 분기관 L41에서 보면 분기관 L4는 본관이 된다.

이와 같은 분기관은 본관에 비해 같거나 작은 직경의 관으로 이루어진다.

예를 들면, 본관 L의 내경이 1000㎜이면, 통상적으로 분기관 L1 ~ L4는 800mm이고, 800mm 분기관 L4에서 분기되는 분기관 L41은 600mm가 된다.

그리고, 상수도 급수 관로는 관로 상에 설치된 다수의 제수밸브에 의해 급수가 제어된다.

상기 도1과 같이 구성된 상수도 급수 관로는 제수밸브(V1~V2)에 의해 급수가 제어된다. 따라서, 제수밸브 V1과 V2가 모두 폐쇄되면, 지역 A ~ 지역 E는 모두 단수가 된다.

개념적으로 새로운 지역 F에 대하여 추가적인 급수가 요구되는 경우, 상기 도 1에 도시한 바와 같이 본관 L에서 분기관 L5를 분기하여 지역 F에 수돗물을 공급한다.

이때 본관 L에서 분기관 L5의 분기(연결)는 통상적으로 제수밸브 V1과 V2를 폐쇄시켜 급수를 중단시켜 본관 L의 급수기능을 정지시킨 후, 본관 L과 분기관 L5의 관 접합 작업을 통해 이루어진다.

관 접합이 마무리되면, 폐쇄된 제수밸브 V1과 V2를 개방시켜 본관 L을 통수시키고, 본관 L이 통수됨으로써 수돗물은 본관 L에서 분기관 L5를 통해 지역 F에 공급된다.

이와 같은 종래 분기(연결)은 본관 자체를 단수시켜야 하는 문제가 있다. 상기 도 1을 예로 들면, 분기관 L5의 연결을 위해 지역 A ~ 지역 E까지 모두 단수가 문제가 있다.

우선, 단수로 인한 주민들의 생활불편 초래와 민원발생 및 이로 인한 경제적 피해를 유발시키고 있다.

또한, 본관 및 전체 분기관의 퇴수와 충수 과정에서 많은 수돗물이 버려지는 문제가 있고, 충수시 발생하는 수충격으로 인한 노후 배관의 파손과 탁수 발생 문제 등 다양한 형태의 많은 문제를 야기시키고 있다.

상기와 같은 문제들로 인해 분기관의 설치는 거의 대부분 '부단수 천공'이라 일컫는 공법으로 이루어지고 있다.

'부단수 천공'은 상기 도 1을 예로 설명하면, 본관 L에 설치된 제수밸브 V1과 V2의 조작 없이 분기관 L5를 본관 L에 연결시킬 수 있는 공법으로 지역 A ~ 지역 E에 급수문제를 일으키지 않으면서 분기관 L5를 본관 L에 연결하여 지역 F에 급수를 할 수 있도록 한다.

이와 같은 '부단수 천공'은 종래기술 출원번호 20-2000-0017779호 '부단수 천공용 제수변'에는 급수관, 배수관, 상수도관, 하수도관 등의 유체가 흐르는 본관에 동구경 또는 그보다 작은 직경의 분기관을 연결할 때 상기 본관에 흐르는 유체(물)를 차단하지 않고 연결작업을 수행하는 부단수 천공법에 관한 기술의 예가 개시되어 있다.

특히, 상기 종래기술은 도 2 종래기술 출원번호 20-2000-0017779호 '부단수 천공용 제수변'에 기재된 도면에 도시된 바와 같이, 제수변(30)은 본체(31)로부터 상측의 조작부(32)로 통하는 유로 상에 그보다 넓은 폭의 삽입홈을 일체로 형성하고, 상기 삽입홈 내에는 힌지핀을 중심으로 회동하면서 유로를 개폐하는 판상의 유로차단구를 설치하며, 상기 유로차단구에 부착된 힌지핀의 양단을 각각 본체(31)에 회동 가능하게 삽입하되, 이중 일단을 본체에 부착된 지지구의 외부로 돌출시켜서 된 것으로, 제수변의 조작부가 본관과 분기관의 연결 작업시에만 필요하고 그 외에는 본체만 남아 접속구의 역할을 하게 되므로 분기관의 연결이 완료된 뒤 상기 분기관의 적정위치에 개폐밸브를 설치한 다음 변실(밸브실)을 구축할 수 있는 기술이 개시되어 있고, 제수변(30)을 천공시에만 사용하는 임시 제수변으로 하여 제수변과 본관 주위에 변실을 구축하지 않고 분기관의 라인 상에 변실을 안전하게 구축할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

구체적으로 보면, 본관(10)의 외부를 깨끗이 세척하고, 할정자관(20)을 부착하여 분기부를 형성한 후 수압검사를 실시하며, 수압검사 후 할정자관의 플랜지에 제수변(30)의 본체(31)를 부착한다. 이어서, 제수변(30)의 본체(31) 상단에 조작부(32)를 부착하여 볼트 및 너트로 체결하고, 상기 조작부를 조작하여 제수변의 개폐상태와 이상유무를 검사한 후 본체 전방에 천공기(50)를 장착한다.

그리고, 제수변(30)의 개폐축으로 밸브판을 상승시켜 관로를 개방시킨 다음, 천공기(50)의 가동과 함께 컷터(51)를 서서히 전진시키면서 본체(31) 내에 위치한 본관(10)을 천공한다. 본관(10)의 천공이 완료되면, 컷터(51)를 후진시킨 뒤 밸브판을 하강시켜 제수변를 잠근다.

이후, 본체(31)로부터 천공기(50)를 탈거함과 함께 본관(10)의 천공부위에 남아있는 천공편을 수거하고, 제수변(30)의 본체(31)에 원하는 위치까지 분기관(70)을 연결한 후 분기관의 적정위치에 통수 및 단수용의 개폐밸브(게이트 밸브 또는 버터플라이 밸브)를 설치하여 잠그고, 밸브판을 상승시켜 제수변(30)의 게이트를 개방함으로써 통수가 이루어진다.

이처럼 종래 '부단수 천공'을 이용한 분기관 설치는 본관에 영향을 주지 않아 본관을 통한 급수에 영향을 미치지 않는 장점이 있다.

그러나, 종래 '부단수 천공'을 이용한 분기관 설치는 공법상 아래와 같은 문제를 갖는다.

우선, 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 천공기(50) 설치 및 천공 작업을 위한 제수변(30)이 반드시 필요하다. 상기 제수변(30)은 천공기(50)를 통한 천공 작업과 천공이 완료된 후 천공기(50)를 철거하기 위해 부가되는 구성으로 제수변(30) 없이는 천공기(50)의 설치는 물론 천공 작업 자체를 할 수 없다.

따라서, 부단수 천공을 위해서는 반드시 제수변(30)이 요구되는데 이때, 제수변(30)은 상기 도 2에 도시한 바와 같은 게이트형 밸브와 볼형 밸브에 국한된다.

상기 제수변(30)이 게이트형 밸브와 볼형 밸브에 국한되는 이유는 천공기(50)의 컷터(51)가 제수변(30)을 관통해서 본관(10)의 측면에 천공을 형성해야하기 때문이다.

따라서, 종래 '부단수 천공'을 이용한 분기관 설치는 완전한 유로를 형성하는 상대적으로 밸브의 높이가 높은 게이트형 밸브 또는 상대적으로 고가인 볼형 밸브 밖에 사용할 수 없고, 상대적으로 높이도 작고 가격도 저렴한 버터플라이 밸브는 중심축이 있어 사용할 수 없다.

또한, 900mm이상의 대형관에서는 볼형 밸브의 두께로 인해 게이트형 밸브 밖에 사용할 수 없는 문제가 있다.

또한, 도 3 밸브실의 설치를 개념적으로 보인 도면에 도시한 바와 같이 제수변(30)을 보호하기 위해 제수변(30)이 내부에 위치하는 변실(30-1, 밸브실)을 설치해야만 한다.

비록, 상기 종래기술에는 천공용으로 1회 사용하는 제수변(30) 외에 추가로 관로 상에 제수를 위한 제수용 밸브를 추가 설치함으로써 본관과 분기관의 접합 부위에 설치되는 제수변(30)은 묻어 버림으로 분기관 접합 부위에 변실을 설치하지 않아도 되는 장점이 있으나, 결국 밸브가 추가로 소요되는 문제가 있다.

특히, 대형관의 경우 수 천만원에 달하는 고가의 밸브를 추가로 설치해야하는 문제가 있어 상당히 비경제적이고 비현실적인 문제가 있다.

이와 같은 이유로 실제 부단수 천공을 이용하는 모든 분기관 공사에서 변실(30-1)을 설치하고 있는 실정이다.

이로 인해 변실을 설치하기 어려운 지역 내지 구간에서는 '부단수 천공'을 이용한 분기관 공사를 하기 어려운 문제가 발생한다.

또한, 변실 자체가 콘크리트 구조물이므로 변실 설치에 상당한 시간이 소요되는 문제가 있어 상수도 공사(분기관 공사)에 소요되는 시간에 비해 변실을 설치하는데 상당한 시간이 소요되어 도심지에서 분기관 공사가 이루어지는 경우 장기간 동안 교통 체증을 유발시키고, 다양한 위험에 노출되는 문제가 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 종래기술로 '유체 차단 공법'이 개시되었다. 도 4 유체 차단 장치의 차단 헤드의 예와 유체 차단 장치를 이용한 분기관 설치를 보인 도면에 도시한 바와 같이 '유체 차단 공법'은 부단수 차단 공법 또는 라인스토핑(line-stopping) 공법이라 일컫는 공법으로 배관 내로 삽입이 되어 유체를 차단하는 피봇형 차단 헤드, 폴딩형 차단 헤드, 전개판형 차단 헤드와 같은 다양한 형태 및 구조의 차단 헤드를 갖는 유체 차단 장치(1)를 이용하여 상수도관, 열배관, 송유관 등 유체가 흐르는 관로의 일부 구간을 임의적으로 차단하고 바이패스(by-pass)를 통해 관로의 유체 공급 상태에 영향을 주지않고 배관을 유지 보수할 수 있는 공법이다.

이와 같은 유체 차단 공법은 상기 도 4에 도시한 바와 같이 차단 헤드를 갖는 유체 차단 장치(1)를 이용하여 분기관 공사에 필요한 일부 구간만을 단수시키면서 바이패스(by-pass)를 통해 본관을 통한 급수에는 영향을 미치지 않고 분기관 공사를 할 수 있는 공법이다.

상기와 같은 유체 차단 장치(1)를 이용하여 분기관 설치 구간만을 단수시킬 수 있는 '유체 차단 공법'을 이용한 분기관 설치는 밸브가 필요 없고, 변실을 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.

그러나, '유체 차단 공법'을 적용하기 위해 최소 2대의 유체 차단 장치(1)를 설치해야하기 때문에 공사에 따른 비용이 증가하고, 본관(L)을 상당히 많이 노출시켜야 하기 때문에 터파기 물량 역시 증가하는 문제와 이와 같은 문제들로 인한 공사 기간 증가 문제가 발생한다. 즉, 도심지 내지 건물 밀집지역과 같은 본관(L)을 충분히 노출시킬 수 없는 구간에서는 분기관을 설치함에 있어 '유체 차단 공법'적용할 수 없는 문제가 있다.

비록, '분단수 천공'에 비해 변실을 설치할 필요가 없어 상대적으로 공사 기간이 단축되는 효과가 있기는 하나, 작업 자체로는 '부단수 천공'에 비해서 상당히 많은 시간이 소요된다. 일단, 천공만 비교해도 '부단수 천공'은 1회 실시하나, '유체 차단 공법'은 3회 실시해야 한다.

또한, 본관(L) 자체에 많은 천공(최소 3개소)을 함에 따라 본관(L)에 상대적으로 많은 스트레스를 준다.

또한, 분기용 피팅(3) 이외에도 유체 차단 장치(1) 설치용 피팅(2)을 두 개소나 설치해야만 한다.

정리하면, 분기관을 설치함에 있어 종래 '부단수 천공'은 급수에 영향을 주지않고 분기관을 설치할 수 있는 장점이 있으나, 반드시 천공을 위해 밸브를 사용해야만 하는 점과 밸브 사용에 따른 변실을 설치해야만 하는 점에서 문제가 있고, 종래 '유체 차단 공법'은 밸브와 변실 문제를 해결할 수 있으나, '부단수 천공'에 비해 작업의 난이도와 공사금액이 상대적으로 너무 높은 문제와 본관(L) 노출을 위한 터파기를 상대적으로 많이 해야하는 문제가 있고, 특히 작업 시간으로 볼 때 '부단수 천공'에 비해 상당히 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

즉, '유체 차단 공법'은 '부단수 천공'에 비해 시간과 비용적으로 매우 불리하다.

그럼에도 불구하고, 현장에서는 사용가능한 밸브의 선택폭 제한 내지 변실 설치 문제 등으로 인해 어쩔 수 없이 많은 비용을 지불하면서 '유체 차단 공법'을 적용하여 분기관을 설치하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 종래 '부단수 천공'을 이용한 분기관 설치 공법을 개선하여 밸브를 사용하지 않고 분기관을 설치할 수 있고 변실 설치를 요하지 않는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법을 적용할 수 있는 장치 설치구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 종래 '유체 차단 공법'을 이용한 분기관 설치 공법에 비해 상대적으로 저렴한 비용과 시간으로 분기관을 설치할 수 있는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법을 적용할 수 있는 장치 설치구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 적용 시에 본관과 분기관을 안정적으로 결합상태를 유지할 수 있는 장치 설치구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 따른 작업 시간을 단축시킬 수 있는 장치 설치구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 과제의 해결 수단으로 분기관을 설치하려는 본관의 겉면 부위를 정리하는 본관 정리 단계, 상기 본관의 정리된 면에 장치 설치구를 결합시키는 장치 설치구 결합 단계, 상기 본관에 결합된 장치 설치구에 유체 차단 장치와 천공기를 결합시키는 장치 설치 단계, 상기 장치 설치구에 결합된 천공기를 이용하여 본관을 천공하는 본관 천공 단계, 상기 천공기의 커터가 복귀한 상태에서 상기 유체 차단 장치를 작동하여 장치 설치구를 폐쇄하는 장치 설치구 폐쇄 단계, 상기 장치 설치구가 폐쇄되면, 상기 천공기를 철거하고 여기에 분기관을 연결시키는 분기관 연결 단계, 분기관 연결 후, 상기 유체 차단 장치를 작동하여 폐쇄된 장치 설치구를 개방시키는 통수 단계 및 통수가 완료되면, 상기 유체 차단 장치를 장치 설치구에서 철거하고 개방 부위를 마감하는 유체 차단 장치 철거 단계를 포함하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 적용되는 상기 장치 설치구에 있어서, 상기 분기관과 동일한 직경과 상기 유체 차단 장치가 설치될 수 있는 길이를 갖는 관 형상의 본체; 상기 본체의 일측에 형성되며 상기 본관과 결합하기 위해 본관의 외경에 맞게 재단된 본관 결합부; 상기 본체의 타측에 형성되며 천공기 또는 분기관과 결합하기 위한 플랜지; 및 상기 본체에 수직으로 형성되는 플랜지 단부;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는 금속소재로 이루어지고, 상기 본체의 외경을 따라 용접형태로 결합 되어 본체의 눌림을 방지하는 눌림 방지 밴드;를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 본관 결합부는 하프파이프 형상으로 본관의 외경면과 면접하는 것;을 특징으로 한다.

또한, 상기 본관 결합부는 본체측과 타측으로 2분할 된 파이프 형상으로 본관의 외경면 전체를 감싸면서 면접하는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 본관 결합부는 본체와 결합된 하프파이프 형상으로 길이방향으로 양쪽 날에 다수의 체결공을 갖는 체결부가 형성된 본체 패드와 상기 본관을 감쌀 수 있도록 상기 본체 패드에 대응하는 타측 패드로 이루어지고, 상기 본체 패드와 타측 패드의 체결부에 형성된 체결공을 통해 본체 패드와 타측 패드를 결합시키는 체결수단;을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본체와 본관 결합부의 결합상태를 보강하기 위한 다수의 보강편이 상기 본체와 상기 본관 결합부를 걸쳐서 용접 결합되어 있는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본체와 본체 패드의 결합상태를 보강하기 위한 다수의 보강편이 상기 본체와 상기 본체 패드를 걸쳐서 용접 결합되어 있는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 본체 하부에 위치하여 바닥면에서 떠있는 상태의 본체를 떠받치는 본체 지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체 지지대는 상기 본체의 하부를 감싸는 하프파이프 형상의 관받침부;와 상기 관받침부의 평면상 사각 4지점에 각 결합되어 상하로 길이 조절이 되는 조절다리;로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 특징을 통해 종래 '부단수 천공'을 이용한 분기관 설치 공법에 비해, 게이트 밸브 내지 볼 밸브 자체를 사용하지 않고 분기관을 설치할 수 있는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법을 보다 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 유체 차단 장치와 천공기의 설치가 가능하도록 사전 제작된 장치 설치구를 통해 현장 제작 부분을 모두 제거함으로써 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 따른 작업 시간을 대폭 줄이는 효과와 현장 제작 과정에서 발생할 수 있는 하자를 사전에 방지하는 효과가 있다.

또한, 사전 제작을 통해 장치 설치구를 보강할 수 있는 보강 수단을 부가함으로써 장치 설치구의 기계적 강도를 향상시키는 효과가 있고, 장치 설치구의 기계적 강도의 향상으로 높은 하중 등으로 인해 배관이 눌리거나 용접부위에서 균열 등이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 도 1 상수도 관로를 개념적으로 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래기술 출원번호 20-2000-0017779호 '부단수 천공용 제수변'에 기재된 도면,
도 3은 밸브실의 설치를 개념적으로 보인 도면,
도 4는 유체 차단 장치의 차단 헤드의 예와 유체 차단 장치를 이용한 분기관 설치를 보인 도면,
도 5는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 순서도,
도 6은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 본관 정리 예를 보인 도면,
도 7은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치구의 결합 예를 보인 도면,
도 8은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치 단계를 설명하기 위한 도면,
도 9는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 천공 단계 설명하기 위한 도면,
도 10은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치구 폐쇄 단계를 설명하기 위한 도면,
도 11은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 분기관 연결과 통수를 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 예를 보인 도면,
도 13은 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 눌림 방지 밴드를 보인 도면,
도 14는 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본관 결합부의 실시 예를 보인 도면,
도 15는 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본관 결합부의 실시 예를 보인 도면,
도 16은 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 보강편 실시 예를 보인 도면,
도 17은 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본체 지지대 실시 예를 보인 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다.　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.　본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다.　또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 5는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 순서도로 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법은 본관 정리 단계(S10), 장치 설치구 결합 단계(S20), 장치 설치 단계(S30), 본관 천공 단계(S40), 장치 설치구 폐쇄 단계(S50), 분기관 연결 단계(S60), 통수 단계(S70) 및 유체 차단 장치 철거 단계(S80)를 포함하여 이루어진다.

상기 본관 정리 단계(S10)는 도 6 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 본관 정리 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 분기관을 설치하려는 지점의 본관(100)을 터파기 등을 통해 노출시키고, 노출된 본관(100)에서 분기관을 연결할 부위의 피복을 제거하거나, 흙 등을 털어내어 본관(100)을 정리한다.

상기 도 6에 도시한 바와 같이, 본관(100)이 강관(SP)인 경우에는 본관(100)의 겉면에 녹방지 등을 목적으로 부가된 피복(101)을 제거하여 금속부분을 노출시키고, 주철관(KP)인 경우에는 겉면에 묻어있는 흙과 같은 이물질을 털어내거나 물 등으로 세정한다.

상기 장치 설치구 결합 단계(S20)는 도 7 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치구의 결합 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 천공기와 유체 차단 장치를 설치하기 위한 장치 설치구(110)를 본관(100)에 결합시킨다.

본 발명은 상기 장치 설치구(110)에 관한 발명으로 본 발명에 따른 장치 설치구(110)는 이하에서 상세히 설명한다.

상기 장치 설치 단계(S30)는 도 8 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치 단계를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 본관(100)에 설치가 완료된 장치 설치구(110)에 천공기(130)와 유체 차단 장치(120)를 설치하는 단계로 장치 설치구(110)에 유체 차단 장치(120)와 천공기(130)를 결합시킨다.

이때, 상기 유체 차단 장치(120)는 상기 도 4에 도시한 바와 같은 유체를 차단하기 위해 통상적으로 사용되고 있는 다양한 차단 헤드를 갖는 유체 차단 장치로 어느 특정된 유체 차단 장치에 국한되지 않고 다양한 유체 차단 장치가 될 수 있다. 또한, 통상적으로 유체 차단 장치의 설치시 제수를 위해 부가되는 샌드위치밸브 역시 본 발명에 따른 유체 차단 장치(120)의 설치 시에도 샌드위치밸브(120-1)가 부가되며 상기 도 8에 도시한 바와 같이 장치 설치구(110)와 유체 차단 장치(120) 사이에 위치하여 유체 차단 장치(120)의 설치 및 철거, 플러깅, 천공 시에 제수 역할을 담당한다.

이와 같은 샌드위치밸브(120-1) 역시 유체 차단 장치(120)와 마찬가지로 유체를 차단하기 위해 사용되고 있는 통상의 샌드위치밸브(120-1)로 어느 특정한 샌드위치밸브에 국한되지 않는다.

즉, 상기 장치 설치 단계(S30)는 상기 도 8에 도시한 바와 같이 본관(100)에 안정적으로 결합된 장치 설치구(110)에 본관(100) 천공을 위한 천공기(130)와 상기 장치 설치구(110)의 제수를 위한 유체 차단 장치(120)를 설치하는 단계로 천공기(130)와 유체 차단 장치(120)의 설치가 완료되면, 분기관 설치를 위한 모든 장치의 준비가 완료된다.

상기 본관 천공 단계(S40)는 도 9 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 천공 단계 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 상기 장치 설치구(110)에 결합된 천공기(130)를 이용하여 유체가 흐르고 있는 상태의 본관(100)에 분기를 위한 구멍을 형성한다. 이때, 상기 샌드위치밸브(120-1)는 폐쇄된 상태를 유지하고 있다.

이와 같은 본관 천공은 통상 '부단수 천공'에서 천공기를 이용하여 본관에 분기를 위한 구멍을 형성하는 것과 같은 단계로 어느 특정된 천공에 국한되지 않고 통상 '부단수 천공'에서 이루어지는 본관 천공 작업에 해당한다.

따라서, 본관 천공 단계(S40)는 상기 도 9에 도시한 바와 같이, 천공기(130)의 천공날(131)을 장치 설치구(110)를 관통해서 본관(100)까지 전진시키고, 본관(100)에 대한 천공이 완료되면 상기 천공날(131)을 후퇴시켜 본관 천공 작업을 완료한다. 이때 본관(100)의 뚫어진 부위(천공쿠폰)는 천공날(131)과 함께 빠져나온다.

상기 장치 설치구 폐쇄 단계(S50)는 도 10 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 장치 설치구 폐쇄 단계를 설명하기 위한 도면 (a)에 도시한 바와 같이, 천공 작업을 완료한 천공기(130)를 철거하기 위하여 장치 설치구(110)를 폐쇄하는 단계로 천공기(130)의 천공날(131)이 완전히 복귀(후퇴)한 상태에서 샌드위치밸브(120-1)를 열고, 유체 차단 장치(120)의 차단 헤드(121)를 장치 설치구(110) 내로 삽입시켜 장치 설치구(110)를 폐쇄한다.

상기 장치 설치구(110)의 폐쇄가 완료되면, 상기 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 천공기(130)를 장치 설치구(110)에서 분리(철거)한다.

유체가 흐르고 있는 상태의 본관(100)과 장치 설치구(110)가 상기 본관 천공 단계(S40)에서 본관(100)에 형성된 천공에 의해 연결이 되어 있지만, 상기 도 12(b)에 도시한 바와 같이, 유체 차단 장치(120)의 차단 헤드(121)에 의해 장치 설치구(110)가 폐쇄되어 있어 천공기(130)를 철거해도 유체는 흘러내리지 않는다.

상기와 같이 천공기(130)를 장치 설치구(110)에서 철거하여 장치 설치구 폐쇄 단계(S50)가 완료되면,이후 분기관 연결 단계(S60)와 통수 단계(S70) 및 유체 차단 장치 철거 단계(S80)를 차례로 시행한다.

도 11 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법의 분기관 연결과 통수를 설명하기 위한 도면 (a)에 도시한 바와 같이, 장치 설치구(110)의 천공기 설치 부위에 분기관(200)을 결합시켜 분기관(200)과 장치 설치구(110)를 연결한다.

이때, 분기관(200)과 장치 설치구(110)의 연결은 배관 분야에서 통상적으로 사용되는 방법으로 연결된다. 예를 들어 용접으로 연결되거나 플랜지 결합으로 연결될 수 있고 그 외에도 다양한 방법으로 연결될 수 있다.

상기 통수 단계(S70)는 상기 도 11(a)에 도시한 바와 같이 분기관(200)과 장치 설치구(110)의 연결이 완료되면, 상기 도 11(b)에 도시한 바와 같이 장치 설치구(110)를 폐쇄하고 있는 유체 차단 장치(120)의 차단 헤드(121)를 장치 설치구(110)에서 견인하여 장치 설치구(110)를 개방하고, 폐쇄된 상태의 장치 설치구(110)가 개방됨에 따라 본관(100)과 분기관(200)은 개방된 장치 설치구(110)를 통해 통수가 이루어진다.

이때, 상기 유체 차단 장치(120)의 차단 헤드(121) 견인이 완료되면, 개방된 상태의 샌드위치밸브(120-1)를 닫아 장치 설치구(110)와 유체 차단 장치(120)를 공간적으로 완전히 분리시킨다.

상기와 같이 통수와 장치 설치구(110)와 유체 차단 장치(120)의 공간적 분리가 완료(샌드위치밸브 폐쇄)되면, 상기 유체 차단 장치 철거 단계(S80)를 시행한다.

상기 유체 차단 장치 철거 단계(S80)는 상기 도 11(c)에 도시한 바와 같이, 통수가 이루어진 장치 설치구(110)에서 유체 차단 장치(120)와 샌드위치밸브(120-1)를 철거함과 동시에 장치 설치구(110)의 개방부위를 마감한다.

이하, 상기와 같은 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 사용되는 장치 설치구(110)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 12는 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 예를 보인 도면이다. 상기 도 12에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치 설치구(300)는 본체(310)와 본관 결합부(320)와 플랜지(330)와 플랜지 단부(340)를 포함하여 이루어지며, 상기 장치 설치구(300)는 이루는 모든 구성은 금속소재로 이루어진다.

상기 본체(310)는 상기 분기관(200)과 동일한 직경과 상기 유체 차단 장치가 설치될 수 있는 길이를 갖는 관 형상으로 이루어진다.

예를 들어, 본관(100)에서 분기되는 분기관(200)의 직경이 600mm라면, 장치 설치구(300)의 본체(310) 직경도 600mm가 되고, 길이는 유체 차단 장치(120)의 차단 헤드(121)가 본체(310) 내부로 삽입되어 유체를 차단하는 지점(P)보다 더 길게 형성된다.

상기 본관 결합부(320)는 상기 본체(310)의 일측에 형성되며 상기 본관과 결합하기 위해 본관의 외경에 맞게 재단된다.

상기 본관 결합부(320)는 상기 도 12에 도시한 형태 이외에도 본관과 안정적으로 결합하기 위한 다양한 형태로 구현이 가능하며 어느 특정된 형태에 국한되지 않으나, 이하 바람직한 실시 형태를 설명한다.

상기 플랜지(330)는 상기 본체(310)의 타측에 형성되며 본관(100) 천공시에는 천공기(130)와 결합하고, 천공이 완료된 후에는 천공기(130)를 철거하고 분기관(200)과 결합한다.

상기 플랜지 단부(340)는 상기 본체(310)에 수직으로 형성되는 것으로 상기 도 12에 도시한 바와 같이 본체(310) 내부와 수직 관통로를 제공한다.

이와 같은 플랜지 단부(230)는 유체 차단 장치(120)의 설치와 차단 헤드(121)의 본체(310) 내로 삽입하기 위한 통로를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 플랜지 단부(340)는 장치 설치구(110)에 기형성되어 있어 현장에서 플랜지 단부(340)를 형성하는 것에 비해 분기관 시공 시간을 대폭 줄일 수 있고, 플랜지 단부(340)의 현장 설치 작업에 따른 하자로 유체 차단 장치의 설치 작업 하자를 원천적으로 방지할 수 있다.

또한, 상기 본체(310)는 도 13 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 눌림 방지 밴드를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 금속소재로 이루어지고, 상기 본체(310)의 외경을 따라 용접형태로 결합 되어 본체(310)의 눌림을 방지하는 눌림 방지 밴드(350)를 더 포함한다.

상기 눌림 방지 밴드(350)는 분기관의 직경이 1000mm이상의 대형관인 경우 본체(310)의 직경도 1000mm로 대형이 되고, 유체 차단 장치(120)도 대형으로 그 무게가 수 톤가량이 되어 본체(310)가 유체 차단 장치(120)의 무게에 의해 눌려 그 형태가 변형이 되는 경우가 발생할 수 있고, 본체(310)가 무게에 의해 눌린 경우 진원을 이루지 못해 유체 차단 장치(120)를 이용한 완전한 차단이 이루어지지 못하는 문제가 발생할 수 있어 본체(310)에 수직 하중에 대한 높은 강도를 갖는 구조의 눌림 방지 밴드(350)를 결합시킨다.

이때, 본체(310)와 눌림 방지 밴드(350)의 결합은 용접으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본관 결합부(320)는 상기 도 12에 도시한 바와 같이 하프파이프 형상으로 본관(100)의 외경면과 면접하거나, 상기 도 13에 도시한 바와 같이 본관 결합부(320)는 본체측과 타측으로 2분할 된 파이프 형상으로 본관의 외경면 전체를 감싸면서 면접하는 것으로 한다.

도 14 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본관 결합부의 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 하프파이프형 본관 결합부(320a)는 본관(100)에 상기 도 14와 같이 접한 상태로 용접되어 본관(100)에 결합 되고, 2분할 된 파이프형 본관 결합부(320b)는 상기 도 14와 같이 본관(100)의 외경을 감싼 상태로 용접되어 본관(100)에 결합 된다.

즉, 하프파이프형 본관 결합부(320a)는 상기 도 14에 도시한 바와 같이 장치 설치구(300)가 설치되는 방향의 본관(100)의 반쪽면과 접한 상태로 본관(100)과 용접을 통해 결합하고, 2분할 된 파이프형 본관 결합부(320b)는 본관(100)의 둘레 전체면과 접합 상태로 본관(100)과 용접을 통해 결합한다.

이와 같은 2분할 된 파이프형 본관 결합부(320b)는 하프파이프형 본관 결합부(320a)에 비해 접촉면과 용접면을 늘려 장치 설치구(300)가 본관(100)과 결합시 결합력을 높여 장치 설치구(300)와 본관(100)의 결합 상태를 안정적으로 유지될 수 있도록 한다.

따라서, 분기관(200)이 소형관인 경우는 상기 하프파이프형 본관 결합부(320a)가 상대적으로 작업 시간이 짧아 유리하나, 분기관(200)이 900mm가 넘는 대형관인 경우는 본관(100)과 장치 설치구(300)의 결합 안정성을 보다 높이기 위해 상기 2분할 된 파이프형 본관 결합부(320b)로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본관 결합부(320)는 도 15 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본관 결합부의 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 본체(310)와 결합된 하프파이프 형상으로 길이방향으로 양쪽 날에 다수의 체결공을 갖는 체결부(322)가 형성된 본체 패드(321)와 상기 본관(100)을 감쌀 수 있도록 상기 본체 패드(321)에 대응하는 타측 패드(323)로 이루어지고, 상기 본체 패드(321)와 타측 패드(323)의 체결부(322)에 형성된 체결공을 통해 본체 패드(321)와 타측 패드(323)를 결합시키는 체결수단(324)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도 14 내지 15에서 설명한 본관 결합부(320)는 본관(100)이 강관(SP)일 경우에는 본관(100)과 본관 결합부(320)가 용접 방식으로 결합이 가능하여 상기 도 14에 도시한 형태가 바람직하고, 본관(100)이 주철관(KP)일 경우에는 용접이 되질 않으므로 본관 결합부(320)가 상기 도 15에 도시한 바와 같이 할정자관 형태로 하여 본관(100)을 감싸면서 볼트와 너트로 결합되는 방식으로 결합하는 것이 바람직하다.

상기 도 15에 도시한 본관 결합부(320)의 형태는 본관(100)이 강관(SP)인 경우에도 적용이 가능하다.

이처럼 용접을 할 수 없는 주철관(KP)에 주로 사용되는 형태인 상기 도 15에 도시한 본관 결합부(320)는 통상적인 할정자관과 유사한 형태를 갖고 어느 특정된 형태의 할정자관의 형태에 국한되지 않는다.

또한, 본체(310)와 본관 결합부(320)의 결합상태를 보강하기 위한 다수의 보강편(360)이 도 16 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 보강편 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이 상기 본체(310)와 상기 본관 결합부(320)를 걸쳐서 용접 결합되어 있는 것이 바람직하다.

상기 보강편(360)은 본체(310)와 본관 결합부(320)의 용접 결합부 보강하기 위해 부가되는 구성으로 상대적으로 약한 용접 결합부가 큰 하중으로 인해 균열 등이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 도 16에 도시한 바와 같은 다양한 형태의 보강부(360)를 본체(310)의 외경면을 따라 다수 결합시킨다.

또한, 본 발명에 따른 장치 설치구(300)는 도 17 본 발명 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구의 본체 지지대 실시 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 본체(310) 하부에 위치하여 바닥면에서 떠있는 상태의 본체(310)를 떠받치는 본체 지지대(370)를 더 포함한다.

상기 본체 지지대(370)는 본관(100)에 장치 설치구(300)를 결합시 상대적으로 본관(100)의 직경이 큼에 따라 장치 설치구(300)의 하부에 공간이 생기게 되고, 이러한 공간에 의해 장치 설치구(300)에 큰 하중이 걸리는 경우 장치 설치구(300)의 파손을 야기할 수 있어 안전 장치의 일환으로 바닥면(G)과 장치 설치구(300) 사이에 삽입 설치되어 상기 장치 설치구(300)를 지지하는 본체 지지대(370)를 더 포함한다.

이와 같은 본체 지지대(370)는 상기 도 17에 도시한 바와 같이, 본체(310)의 하부를 감싸는 하프파이프 형상의 관받침부(371)와 상기 관받침부(371)의 평면상 사각 4지점에 각 결합되어 상하로 길이 조절이 되는 조절다리(372)로 이루어질 수 있다.

상기 도 17에 도시한 형태의 본체 지지대(370)는 길이가 조절되는 4개의 조절다리(372)의 높이 조절을 통해 바닥면(G)의 수평도가 좋지 않아도 장치 설치구(300)의 수평을 유지하면서 안정적으로 지탱할 수 있다.

이외에도 본체 지지대(370)는 장치 설치구(300)를 지탱할 수 있는 다양한 형태로 구현이 가능하다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

100 : 본관
101 : 피복
110 : 장치 설치구
120 : 유체 차단 장치
120-1 : 샌드위치밸브
121 : 차단 헤드
130 : 천공기
131 : 천공날
200 : 분기관
300 : 본 발명에 따른 장치 설치구
310 : 본체
320 : 본관 결합부
330 : 플랜지
340 : 플랜지 단부
350 : 눌림 방지 밴드
360 : 보강편
370 : 본체 지지대
371 : 관받침부
372 : 조절다리

Claims (9)

1. 분기관을 설치하려는 본관의 겉면 부위를 정리하는 본관 정리 단계, 상기 본관의 정리된 면에 장치 설치구를 결합시키는 장치 설치구 결합 단계, 상기 본관에 결합된 장치 설치구에 유체 차단 장치와 천공기를 결합시키는 장치 설치 단계, 상기 장치 설치구에 결합된 천공기를 이용하여 본관을 천공하는 본관 천공 단계, 상기 천공기의 커터가 복귀한 상태에서 상기 유체 차단 장치를 작동하여 장치 설치구를 폐쇄하는 장치 설치구 폐쇄 단계, 상기 장치 설치구가 폐쇄되면, 상기 천공기를 철거하고 여기에 분기관을 연결시키는 분기관 연결 단계, 분기관 연결 후, 상기 유체 차단 장치를 작동하여 폐쇄된 장치 설치구를 개방시키는 통수 단계 및 통수가 완료되면, 상기 유체 차단 장치를 장치 설치구에서 철거하고 개방 부위를 마감하는 유체 차단 장치 철거 단계를 포함하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법에 적용되는 상기 장치 설치구에 있어서,
   금속소재로 이루어지고, 본체의 외경을 따라 용접형태로 결합 되어 본체의 눌림을 방지하는 눌림 방지 밴드를 포함하며, 상기 분기관과 동일한 직경과 상기 유체 차단 장치가 설치될 수 있는 길이를 갖는 관 형상의 본체;
   상기 본체의 일측에 형성되며 상기 본관과 결합하기 위해 본관의 외경에 맞게 재단된 본관 결합부;
   상기 본체의 타측에 형성되며 천공기 또는 분기관과 결합하기 위한 플랜지; 및
   상기 본체에 수직으로 형성되는 플랜지 단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 본관 결합부는
   하프파이프 형상으로 본관의 외경면과 면접하는 것;을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
4. 제1항에 있어서, 상기 본관 결합부는
   본체측과 타측으로 2분할 된 파이프 형상으로 본관의 외경면 전체를 감싸면서 면접하는 것;을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
5. 제1항에 있어서, 상기 본관 결합부는
   본체와 결합된 하프파이프 형상으로 길이방향으로 양쪽 날에 다수의 체결공을 갖는 체결부가 형성된 본체 패드와 상기 본관을 감쌀 수 있도록 상기 본체 패드에 대응하는 타측 패드로 이루어지고,
   상기 본체 패드와 타측 패드의 체결부에 형성된 체결공을 통해 본체 패드와 타측 패드를 결합시키는 체결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   본체와 본관 결합부의 결합상태를 보강하기 위한 다수의 보강편이 상기 본체와 상기 본관 결합부를 걸쳐서 용접 결합되어 있는 것;을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
7. 제5항에 있어서,
   본체와 본체 패드의 결합상태를 보강하기 위한 다수의 보강편이 상기 본체와 상기 본체 패드를 걸쳐서 용접 결합되어 있는 것;을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
8. 제1항에 있어서,
   상기 본체 하부에 위치하여 바닥면에서 떠있는 상태의 본체를 떠받치는 본체 지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.
9. 제8항에 있어서, 상기 본체 지지대는
   상기 본체의 하부를 감싸는 하프파이프 형상의 관받침부;와
   상기 관받침부의 평면상 사각 4지점에 각 결합되어 상하로 길이 조절이 되는 조절다리;로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 차단 장치를 이용한 부단수 분기 공법용 장치 설치구.

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